A Comparative Study of Model Reduction Techniques for Specified Bandwidth on Aircraft

Hava Taşıtı Modeli Üzerinde Belirlemiş Frekans Aralığında Model İndirgeme Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Abstract

This paper presents a comparison of two popular model reduction techniques on an aircraft model. Large scale model of the aircraft is obtained via Ground Vibration Test (GVT). In vibration-based applications, natural frequencies are important, designers aim to focus on especially these frequencies. Therefore, a reduced-order model should be obtained adequately by approximating the original system at interested frequencies. To perform this, two popular model reduction methods; Frequency Weighted Balanced Model Reduction (FWBMR) and Rational Krylov based model reduction methods are resorted in this paper. The effectiveness of these two methods is discussed, and specifically, the flexibility of Rational Krylov based method is demonstrated on Body freedom flutter aircraft model.

Özet

Bu çalışma, bir hava taşıt modeli için iki popüler model indirgeme tekniğinin karşılaştırılması üzerinedir. Bu hava taşıt modelinin büyük ölçekli yapı modeli Yer Titreşim Testi ile elde edilmiştir. Titreşim bazlı uygulamalarda bilindiği üzere doğal frekanslar önemli bir yer teşkil etmektedir ve tasarımcılar bilhassa bu frekanslara odaklanmayı hedeflemektedir. Bundan dolayı kestirilecek düşük dereceden modelin, orijinal sisteme bu frekansların etrafında yakınlaşılarak, buna benzer cevap vermesi gerekmektedir. Bu yaklaşımı gerçekleştirebilmek için iki popüler model indirgeme yöntemi olan Frekans Ağırlıklı Dengelenmiş Model İndirgeme yöntemi (Frequency Weighted Balanced Model Reduction (FWBMR)) ve Rational Krylov tabanlı model indirgeme yöntemlerine başvurulmuştur. Her iki metodun başarımları ele alınmış ve bilhassa Rasyonel Krylov metodunun hava taşıt gövdesinin dalgalanma modeli üzerinde esnekliği gösterilmiştir.